Система управления цветом CMS: принципы, методы и предпосылки к практическому применению

Несомненно, что самым большим  прорывом в возможности управления цветом стала система ColorSync фирмы Apple (или Color Matching Methods (CMM) - методы цветового  согласования, как их называет сама фирма). ColorSync работает на уровне операционной системы, что означает поддержку управления цветом для всех программ независимо от того, ориентированы они на работу с растровой либо векторной графикой или на верстку. Система предусматривает присутствие так называемого Plug-In port (порта для самонастраиваемых модулей), предназначенного для профилей устройств. По терминологии Apple профиль (profile) - это файл, описывающий цветовые характеристики устройства, к которому при работе обращается та или иная программа для корректного отображения того или иного изображения. С помощью ColorSync обеспечивается цветовая трансформация для всех устройств. Например, программа может запросить выполнить процедуру трансформации цветов, полученных на сканере “а”, в цвета монитора “b” и наконец в цвета принтера “с”.

Рис. 7. Принцип работы ColorSync.

Процесс согласования цветов в ColorSync не зависит от типа приложения и  доступен для всех производителей программно-аппаратного обеспечения, что является положительным моментом для распространения среди разработчиков программного и аппаратного обеспечения. Пользователи при этом получают в свое распоряжение инструменты для создания и модифицирования профилей устройств или таблиц цветовой трансформации вместе с инструментами для калибровки сканеров и мониторов. Впервые официальные работы с ICC-профилями были проведены на конференциях FOGRA в феврале 1995 года и Seybold в марте того же года. Профили ICC представляют собой таблицу с данными. Существуют следующие типы профилей ICC, используемых для:

§  устройств ввода;

§  мониторов;

§  устройств вывода;

§  преобразования между цветовыми пространствами;

§  связывания устройств;

§  абстрактные профили.

Одним из основных элементов профиля является набор тэгов, представляющих собой структурированную информацию об источниках создания профиля, используемых цветовых пространствах и т. д. В настоящее время с профилями ICC работает большинство профессиональных полиграфических программных продуктов. Среди них можно выделить ColorRight фирмы Optronics, ColorScope Pro фирмы Dainippon Screen, FotoLook фирмы Agfa, Profile Wizard фирмы Scitex и т. д.

Рассмотрим создание ICC-профилей различных  устройств на примере программного обеспечения фирмы Heidelberg Prepress - ColorOpen (в него входят программы ViewOpen, ScanOpen, PrintOpen). Эта разработка стала результатом многолетних исследований в области интеграции допечатного и печатного оборудования, а также реакцией на возросшие требования к репродукционным работам. Эти программы используются для проведения сквозной калибровки процесса репродуцирования и получения на каждой стадии физически, физиологически и психологически точного изображения. Работа программ основывается на модели CIEXYZ, где каждое задействованное устройство имеет свою таблицу цветовых описаний (ICC-профиль), которой управляют система ColorSync и ICM (Image Color Matching) на платформах Apple Macintosh и PC соответственно. Созданные профили “подключаются” к программам обработки векторной или растровой графики (Illustrator, Photoshop, LivePicture, LinoColor и т. д.), и позволяют получать на стадии обработки изображения цветопередачу, максимально приближенную к конечному печатному оттиску.

2.5 ViewOpen

С помощью программы ViewOpen можно записывать, автоматически анализировать цветометрические характеристики монитора и на основе проведенного анализа создавать цветовую характеристическую таблицу для использования ее в качестве ICC-профиля монитора. Профиль монитора описывает его конкретные характеристики и содержит информацию о том, как трансформировать цветовое пространство монитора в эталонное цветовое пространство. Созданный ICC-профиль является уникальным для конкретной пары монитор - видеокарта и не может быть перенесен без коррекции на другую станцию. Только в этом случае можно просматривать и оценивать цветное изображение на экране монитора и сравнивать его с оригиналом.

ViewOpen рассчитывает профили для  определенных настроек монитора:

§  разрешение монитора;

§  гамма-кривая и контрастность монитора;

§  цветовая температура в соответствии с постоянным освещением при просмотре изображения (например, дневной свет или искусственное освещение).

При изменении хотя бы одного из этих условий  необходимо создавать новый профиль. Остановимся подробнее на настройке цветовой температуры. Цветовая температура белого цвета монитора должна в максимальной степени соответствовать источнику освещения, который применяется при оценке изображения. Вследствие различного освещения рабочего помещения одно и то же изображение на экране монитора может выглядеть по-разному. Поэтому необходимо установить так называемый “уровень белого”, который характеризует настройку белого цвета монитора, соответствующего цвету окружающей среды оператора. Количественно он указывается в градусах по шкале Кельвина, а значение температуры соответствует какому-либо состоянию источника. Например:

3000 К - лампа накаливания, желтовато-белый  цвет;

5000 К - обычный солнечный свет;

5500 К - свет от лампы “дневного  света”;

6500 К - обычное дневное освещение;

9300 К и выше - голубовато-белый свет, типичное значение уровня белого  для некалиброванного монитора.

В программе ViewOpen источникам освещения  для цветовой оценки присваивается  форма “Dxx”, где “D” означает “daylight” (дневной свет), а “хх” определяет количественную характеристику различных фаз дневного освещения. Эти обозначения приняты в немецком стандарте DIN, и обычно используются следующие значения:

§  D50 - нейтральнобелый, приблизительно соответствует значению цветовой температуры

§  5000 К, Данное значение часто применяется в полиграфии в качестве стандартного для оценки оригиналов, цветопроб и отпечатков;

§  D65 - дневной свет, приблизительно соответствующий значению цветовой температуры 6500 К. Данное значение используется, например, в качестве стандартного при оценке цветов в текстильной промышленности.

Процедура создания профиля состоит в проведении измерений с помощью колориметра  в режимах online и offline, которые отличаются друг от друга тем, что в первом случае цветовые элементы на экране монитора измеряются с помощью непосредственно подключенного к компьютеру колориметра и полученные значения отсылаются в программу ViewOpen. Во втором случае программа, поставляемая фирмой-производителем колориметра, сохраняет полученные значения в отдельном файле, который затем загружается в ViewOpen.

Цветовые  элементы, имеющие определенные цветовые координаты возникают на экране монитора в определенной последовательности и измеряются с помощью специально разработанного для этой цели колориметра или спектрофотометра.

Для расчета ICC-профилей программа ViewOpen использует представление цветных изображений  на экране монитора с 16- или 32-битными  видеокартами. Можно также выполнять  калибровку цветных мониторов с 8-битными видеокартами, но качество изображения во многих случаях будет неудовлетворительным.

С помощью профилей, созданных программой ViewOpen, нельзя устранить нестабильность цветов на мониторе, причиной которой  являются временной фактор прогрева монитора или колебания напряжения в сети. Сказанное относится и к различным геометрическим искажениям изображения на экране монитора, например дисторсии или несведению лучей.

2.6 ScanOpen

Данный  программный продукт предназначается  для построения ICC-профилей сканирующих  устройств. Это могут быть как сканеры, так и цифровые камеры.

Программа стандартно включает в себя шесть  тест-объектов, так называемых мишеней (прозрачных и непрозрачных объектов), представляющих шкалы стандарта ISO соответственно IT8.7/1 и IT8.7/2, основных фирм - производителей цветной фотопленки и фотобумаги Agfa, FujiFilm и Kodak.

С помощью ScanOpen отсканированный или  отснятый тест-объект записывается, и  его колориметрические характеристики автоматически анализируются. На их основе создается калибровочная  таблица, которая используется в  дальнейшем в качестве входного ICC-профиля  соответствующего устройства.

Работа по созданию входного профиля  включает следующие основные этапы:

1. Сканирование или фотографирование  стандартной калибровочной шкалы  IT8.7. Сохранение данных изображения  как файла в формате TIFF RGB.

2. Сравнение заводских данных тест-объекта с полученными в программе ScanOpen.

3. Автоматический анализ соответствующих  цветовых координат с последующим  расчетом входного ICC-профиля. Сохранение  нового входного ICC-профиля.

Устройства ввода изображений, как и любые другие устройства, работающие с цветом, имеют свои индивидуальные колориметрические характеристики. Кроме того, по мере работы происходит физическое “старение” устройств и естественное изменение цветовых характеристик. Проводя описание устройств, всегда можно проконтролировать и скорректировать нежелательные отклонения.

Инструментарий для описания, как  указывалось выше, включает стандартизованный  тест-объект (например, шкалу цветового  охвата Kodak IT8.7) и носитель информации (обычно дискету), содержащий файл с  заводскими установками. В зависимости от используемых сканера или цифровой камеры возможно проведение калибровочного сканирования несколькими способами. Рассмотрим эту процедуру для сканера, соединенного с Power Macintosh, с использованием программного обеспечения LinoColor. Выделим несколько принципиальных стадий создания ICC-профиля сканирующего устройства, которые идентичны для всех моделей, работающих с программой LinoColor:

1. Запустить программу LinoColor (версия  не ниже 4.0).

2. Выполнить сканирование в режиме предварительного просмотра тест-объекта.

3. Выполнить предварительное сканирование  скадрированного изображения с  анализом базовых плотностей, включив  в него серую шкалу (рис. 8).

4. Окончательное сканирование и  сохранение результатов в формате  TIFF RGB на жестком диске.

5. Расчет профиля в программе  ScanOpen.

Рис. 8. Вид тест-объекта после  предварительного сканирования

На рис. 9 приведен калибровочный  тест-объект IT8.7 после сканирования. Белые квадраты выделяют участки полей, по которым осуществляются анализ и построение профиля. Выделенное изображение очень важно для точного сравнения сканированных значений с опорными цветовыми координатами в процессе автоматического анализа.

Рис. 9. Вид тест-объекта после  окончательного сканирования

 

Если стороны сканируемого изображения  не параллельны сторонам диалогового  окна и измерительные квадраты не отцентрированы относительно цветных полей, то необходимо повторить сканирование, выровняв при этом тест-объект по направляющим сканера. Только после того как измерительная сетка отцентрирована относительно цветных полей, рассчитывается входной профиль.

После сканирования мишени программа ScanOpen загружает созданные с помощью  других программных продуктов файлы  в формате TIFF RGB. По завершении процесса расчета входного профиля программа  показывает среднюю ошибку и качество достигнуто высокое качество описания. При значении E выше 1 различия в цветовых оттенках становятся заметны человеческому глазу. В качестве иллюстрации на рис.10 приведен общий вид данных калибровочного сканирования после расчета профиля. Панель состояния (нижняя строка) отображает цветовые характеристики поля или цветовых полей, на которых размещается курсор: ошибка и уровень качества после расчетов зависят от качества профиля и размеров. Поля, где остаточная ошибка превышает пороговое значение (например, 1,5), выделяются красной рамкой. Можно попытаться исправить результаты, пересчитав профиль, либо заново провести весь процесс.

Рис. 10 Вид тест-объекта после  расчета профиля

1 - номер поля тест-объекта IT8.7 (G041); 2 - значение сканированного  тест-объекта в пространстве CIELab (25,9; -31,0; -8.0); 3 - эталонные значения пространства CIELab для тест-объекта IT8.7 (25,8; -32,1; -8,4); 4 - остаточная ошибка delta E после вычисления профиля (1,1).

 

2.7 PrintOpen

После завершения создания профилей устройств ввода и отображения  информации остается самый трудоемкий и продолжительный процесс - создание профиля выводного устройства. В качестве выводных устройств здесь понимаются как цветопробные системы, так и печатные машины. Программой, признанной обеспечить построение профиля или профилей выводных устройств, является программа PrintOpen.

PrintOpen создает профили печатных  устройств для всех способов  печати (офсетной, флексографской, глубокой), для CMYK- и RGB-принтеров и устройств  пробной печати. Алгоритм работы  этого программного продукта  схож с рассмотренными выше ViewOpen и ScanOpen. В рабочем процессе создания профиля печатного устройства программой PrintOpen можно выделить следующие основные этапы:

1. создание тестовой таблицы  и эталонного документа;

2. колориметрические измерения  тестовой таблицы;

3. анализ полученных данных;

4. создание калибровочной таблицы  (ICC-профиля, печатной таблицы,  таблиц цветопередачи Color Rendering Dictionaries).

Рассмотрим выделенные этапы более  подробно.

Этап 1. Создание тестовой таблицы  и эталонного документа

Для проведения инструментальной оценки печатных оттисков необходимы специальные стандартизированные шкалы, которые содержат набор цветных элементов. Определенные с помощью спектроденситометров или спектрофотометров цветовые координаты этих элементов служат основой для построения профиля печатного устройства. Тестовые таблицы для четырех цветов (голубого, пурпурного, желтого и черного) содержат 210 цветовых элементов, а тестовые таблицы для трех цветов (голубого, пурпурного, желтого или красного, зеленого, синего) состоят из 135 цветовых элементов. Для построения профиля цветопробных устройств тестовая таблица может быть расширена до 840 элементов. Это достигается добавлением к стандартной таблице трех других, каждая из которых состоит из 210 элементов. Расширенная тестовая таблица может быть создана только для всех четырех основных цветов CMYK.

Исходные тестовые таблицы хранятся в виде PostScript- или TIFF- файла. Тестовые таблицы в PostScript-формате предназначены  для PostScript-совместимых устройств  вывода. Тестовые таблицы в TIFF-формате предназначены для всех остальных устройств вывода, которые напрямую работают с графической подсистемой отображения информации QuickDraw. Эталонный документ создается параллельно с PostScript- и TIFF-файлами и содержит информацию о данной тестовой таблице, в частности о типе таблицы, количестве основных цветовых каналов, данные цветометрии печатных оттисков и т. д. Этот документ необходим, когда сделан отпечаток тестовой таблицы на печатной машине или устройстве пробной печати.